硼處理根瘤菌接種液對(duì)紫花苜蓿根、莖、葉中可溶性糖含量的影響

陳永崗，師尚禮，吳 芳，康文娟，張輝輝，阿 蕓，李興龍，陳建剛

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

紫花苜蓿(Medicago sativa)是利用價(jià)值最高的豆科牧草之一，其在保持土壤水分以及作為動(dòng)物飼料原料等方面具有重要作用[1]。根瘤菌可與苜蓿形成共生關(guān)系，在苜蓿根部結(jié)瘤固氮，還可以定殖于組織中[2]。但在苜蓿與根瘤菌的相互作用過程中，會(huì)誘發(fā)苜蓿的免疫反應(yīng)，阻礙根瘤菌的侵入[3]，使部分根瘤菌難以與苜蓿形成共生關(guān)系。因此如何減弱宿主的防御反應(yīng)，促進(jìn)苜蓿與根瘤菌的侵染效率對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)具有重要意義。而與外源菌相比，內(nèi)生菌在與苜蓿建立共生關(guān)系時(shí)占有明顯優(yōu)勢(shì)[4]，因此研究內(nèi)源根瘤菌與外源根瘤菌侵染苜蓿以及侵染成功后在體內(nèi)運(yùn)移和定殖機(jī)理對(duì)于苜蓿和根瘤菌共生關(guān)系的建立有重要意義。

可溶性糖在植物體內(nèi)的功能是多方面的，不僅參與調(diào)節(jié)植物生長、發(fā)育、抗性形成等多個(gè)生理過程，還參與胞內(nèi)信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)導(dǎo)過程[5]，對(duì)于苜蓿和根瘤菌共生關(guān)系建立具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，可溶性糖在植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)和物質(zhì)代謝中起著重要作用[6]。苜蓿植株體內(nèi)根瘤菌定殖數(shù)量隨植株光合產(chǎn)物源–庫的運(yùn)輸方向呈逐漸增大的趨勢(shì)[7]。微量元素在植物體內(nèi)可溶性糖的運(yùn)輸、合成以及植物的生殖生長等過程中扮演重要角色[8]，其中硼元素是植物生長所必需的微量元素，缺乏或者過量都對(duì)植物的生長及其功能的發(fā)揮有很大的影響[7,9]。研究發(fā)現(xiàn)，缺硼不僅會(huì)影響植物葉片中碳水化合物的含量，同時(shí)還會(huì)影響碳水化合物在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝[10-11]。而高硼，會(huì)抑制植物根的生長，降低植物體內(nèi)蛋白質(zhì)含量，同時(shí)影響糖的代謝途徑[12]。硼的生理作用主要是易與植物組織中游離態(tài)的糖結(jié)合，使糖帶有極性，易通過質(zhì)膜，促進(jìn)糖轉(zhuǎn)運(yùn)[13]。因此研究硼濃度對(duì)苜蓿接種根瘤菌后，不同取樣時(shí)期苜蓿體內(nèi)可溶性糖的變化對(duì)于研究硼處理根瘤菌接種紫花苜蓿影響和調(diào)整各組織中可溶性糖積累與重新分布有重要意義。

本研究擬以不同硼濃度處理內(nèi)生熒光蛋白標(biāo)記菌SinorhizobiummelilotiLZgn5f 菌液以及外源熒光蛋白標(biāo)記菌S.meliloti12531f 菌液后，接種甘農(nóng)5 號(hào)紫花苜蓿。研究不同硼處理內(nèi)源外源根瘤菌培養(yǎng)液接種紫花苜蓿后，同一取樣時(shí)期苜蓿根莖葉中可溶性糖含量的動(dòng)態(tài)變化，以期篩選適宜的硼濃度，同時(shí)為硼處理根瘤菌接種紫花苜蓿影響和調(diào)整各組織中可溶性糖積累與重新分布規(guī)律及機(jī)理研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

根瘤菌：熒光標(biāo)記外源根瘤菌S. meliloti12531f(12531f)，由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)教育部草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供，其原始菌株S. meliloti12531 購自中國科學(xué)院微生物保藏中心的中華苜蓿根瘤菌；熒光標(biāo)記內(nèi)源根瘤菌S. melilotiLZgn5f (gn5f)，分離自甘農(nóng)5 號(hào)紫花苜蓿種子。

硼酸(H3BO3)：購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限責(zé)任公司，含量不少于99.5%。

培養(yǎng)基：采用TY 培養(yǎng)基進(jìn)行菌株的活化、保存及培養(yǎng)。培養(yǎng)基配方如下：酵母粉 3 g·L-1，胰蛋白胨5 g·L-1，CaCl2·6H2O 1.33 g·L-1，蒸餾水 1 L，pH 7.0。固體培養(yǎng)基加瓊脂16 g·L-1。

甘農(nóng)5 號(hào)紫花苜蓿(Gangnong No.5)種子由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)教育部草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供，凈度為97%，發(fā)芽率為86%。

營養(yǎng)液：Hoagland 有氮營養(yǎng)液[14]和Hoagland 無氮營養(yǎng)液[15]，以1 mol·L-1的HCl 溶液調(diào)節(jié)營養(yǎng)液pH至中性。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 培養(yǎng)基的配制

設(shè)置硼濃度梯度為0、0.05、1、5、10 和100 mg·L-1。將硼酸置于小燒杯中，在無菌操作臺(tái)內(nèi)紫外殺菌30 min 后，用無菌水溶解并過濾滅菌3 次。按濃度梯度將硼酸加入已配置好的40 mL TY 液體培養(yǎng)基中，設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。

1.2.2 根瘤菌液的配置

根瘤菌菌液配制參考文獻(xiàn)[16]的方法進(jìn)行，即將斜面保存的兩種熒光標(biāo)記供試菌株（12531f 和gn5f）活化后接種到50 mL TY 液體培養(yǎng)基中，28 ℃，180 r·min-1培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期，將兩種菌液按10%濃度分別加入到1.2.1 已配置好的含有不同濃度梯度硼酸的40 mL TY 液體培養(yǎng)基中。將上述菌液培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期后，轉(zhuǎn)移至50 mL 離心管，10 000 r·min-1離心10 min，保留沉淀，加入等體積的無菌水，在旋渦震蕩儀上充分打散，制成待用菌懸液，備用。

1.2.3 苜蓿培養(yǎng)

2018 年3 月- 6 月，在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院采用沙培法進(jìn)行苜蓿培養(yǎng)。試驗(yàn)過程具體參考文獻(xiàn)[16-17]的方法進(jìn)行：選用清洗干凈并高溫滅菌的細(xì)沙，裝入底部扎有小孔的塑料杯(直徑9 cm，深11 cm)中，放入水培盒(長、寬和高分別為31、19 和10.5 cm)中。每杯播種45 粒甘農(nóng)5 號(hào)紫花苜蓿種子(用碘伏浸泡3 min)，表面覆蓋1.5 cm 滅菌細(xì)沙。未接種根瘤菌菌液前，每隔7 d 向水培盒中澆灌700 mL有氮營養(yǎng)液，發(fā)芽以前用無菌蒸餾水補(bǔ)充水分，保證幼苗的正常生長。

1.2.4 苜蓿根部根瘤菌接種

苜蓿根部根瘤菌接種參考文獻(xiàn)[15]的方法進(jìn)行：待紫花苜蓿幼苗長出真葉后，每杯定苗25 株，將上述4 種已配好的30 mL 菌懸液分別澆于上述對(duì)應(yīng)盆栽表面，以單獨(dú)澆灌等量無菌水處理為對(duì)照(CK)，每處理重復(fù)3 次。接種后每隔7 d 每盒澆灌700 mL 無氮營養(yǎng)液，分別在幼苗生長到30、60 和90 d時(shí)進(jìn)行取樣。

1.2.5 苜蓿各組織可溶性糖的測(cè)定

幼苗生長至30、60 和90 d 后每個(gè)處理隨機(jī)選取5 株，擦凈表面污物，將根、莖、葉分離，剪碎混勻。測(cè)定方法參考文獻(xiàn)[18]的方法進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20 軟件進(jìn)行方差分析，并用Duncan法對(duì)各測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較，顯著性水平為0.05。用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)組處理以及作圖，所有數(shù)據(jù)采用3 個(gè)重復(fù)的平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)誤差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 硼處理根瘤菌接種液對(duì)不同取樣時(shí)期苜蓿根、莖、葉中可溶性糖含量的影響

2.1.1 硼處理根瘤菌接種液對(duì)不同取樣時(shí)期苜蓿根中可溶性糖含量的影響

不添加硼單獨(dú)接種根瘤菌12531f 處理30 d 后，根中可溶性糖含量高出對(duì)照12.29%，隨硼濃度的增加可溶性糖含量呈先降低后增加再降低的趨勢(shì)，硼濃度為1 mg·L-1時(shí)，可溶性糖含量達(dá)最高，顯著高出對(duì)照27.23% (P＜ 0.05)，但與單獨(dú)接菌處理之間無顯著差異(P＞ 0.05) (表1)；60 d 后，無硼添加組根中可溶性糖含量顯著低于對(duì)照(P＜ 0.05)，可溶性糖含量隨硼濃度的增加呈先上升再下降又上升的趨勢(shì)，硼濃度為1 mg·L-1，可溶性糖含量最高，此濃度下，可溶性糖含量較對(duì)照和單獨(dú)接菌處理顯著提高了67.01%和92.93% (P＜ 0.05)；90 d 后，無硼添加組的根中的可溶性糖含量顯著低于對(duì)照(P＜ 0.05)，隨硼濃度的增加可溶性糖含量呈先上升再下降又上升的趨勢(shì)，硼濃度為1 mg·L-1時(shí)，可溶性糖含量達(dá)最高，顯著高出對(duì)照和單獨(dú)接菌處理24.05%和62.50%(P＜ 0.05)。

表1 硼處理根瘤菌12531f 接種后苜蓿根莖葉中可溶性糖變化Table 1 Changes of soluble sugar in alfalfa roots, stems and leaves after inoculating 12531f with boron treatment

不添加硼單獨(dú)接種根瘤菌gn5f 處理30 d 后，根中可溶性糖含量低于對(duì)照(P＞ 0.05)，隨硼濃度的增加可溶性糖含量呈先上升再下降又上升的趨勢(shì)(表2)，硼濃度為100 mg·L-1時(shí)，可溶性糖含量顯著高于對(duì)照和單獨(dú)接菌處理33.4%和45.56% (P＜ 0.05)；60 d后，根中可溶性糖含量較對(duì)照促進(jìn)作用不顯著(P＞ 0.05)，可溶性糖含量隨硼濃度增加呈先上升后下降再上升的趨勢(shì)，硼濃度為100 mg·L-1時(shí)，根中可溶性糖含量最高，顯著高于對(duì)照和單獨(dú)接菌處理57.18%和54.62% (P＜ 0.05)；90 d 后，根中可溶性糖含量顯著高于對(duì)照14.96% (P＜ 0.05)，隨硼濃度的增加可溶性糖含量呈先上升后下降又上升的趨勢(shì)，硼濃度為100 mg·L-1時(shí)，根中可溶性糖含量最高，較對(duì)照和單獨(dú)接菌處理顯著提高26.98%和14.13%(P＜ 0.05)。

表2 硼處理根瘤菌gn5f 接種后苜蓿根莖葉中可溶性糖變化Table 2 Changes of soluble sugar in alfalfa roots, stems and leaves after inoculating gn5f with boron treatment

綜上所述，1 mg·L-1硼處理接種外源菌12531f，更有利于根中可溶性糖的積累；100 mg·L-1硼處理內(nèi)源菌gn5f 接種更有利于根中可溶性糖的積累。

2.1.2 硼處理根瘤菌接種液對(duì)不同取樣時(shí)期苜蓿莖中可溶性糖含量的影響

不添加硼單獨(dú)接種根瘤菌12531f 處理30 d 后，莖中可溶性糖含量顯著高出對(duì)照30.26% (P＜ 0.05)，隨著硼濃度的增加可溶性糖含量呈先增加后降低的趨勢(shì)，硼濃度為1 mg·L-1時(shí)，莖中可溶性糖含量達(dá)最高，顯著高出對(duì)照和單獨(dú)接菌處理49.13%和27.05% (P＜ 0.05) (表1)；60 d 后，莖中可溶性糖含量低于對(duì)照(P＞ 0.05)，可溶性糖含量隨硼濃度的增加呈先上升再下降又上升的趨勢(shì)，硼濃度為1 mg·L-1時(shí)，莖中可溶性糖含量最高，顯著高出對(duì)照和單獨(dú)接菌59.85%和66.34% (P＜ 0.05)；90 d 后，莖中可溶性糖含量顯著低于對(duì)照(P＜ 0.05)，隨硼濃度的增加可溶性糖含量呈先下降后上升再下降又上升的趨勢(shì)，硼濃度為100 mg·L-1時(shí)，莖中可溶性糖含量達(dá)最大，較對(duì)照和單獨(dú)接菌處理顯著高出16.87%和58.02%(P＜ 0.05)。

不添加硼單獨(dú)接種根瘤菌gn5f 處理30 d 后，莖中可溶性糖含量顯著高出對(duì)照47.24% (P＜ 0.05)(表2)，隨硼濃度的增加可溶性糖含量呈先上升后下降再上升又下降的趨勢(shì)，硼濃度為1 mg·L-1時(shí)，莖中可溶性糖含量達(dá)最高，顯著高出對(duì)照和單獨(dú)接菌處理59.56%和23.36% (P＜ 0.05)；60 d 后，莖中可溶性糖含量較對(duì)照促進(jìn)作用不顯著(P＞ 0.05)，隨硼濃度增加呈先下降后上升再下降的趨勢(shì)，硼濃度為5 mg·L-1時(shí)，莖中可溶性糖含量達(dá)最高，顯著高出對(duì)照和單獨(dú)接菌處理46.33%和39.49% (P＜ 0.05)；90 d 后，莖中可溶性糖含量低于對(duì)照(P＞ 0.05)，隨硼濃度的增加可溶性糖含量呈先上升后下降又上升的趨勢(shì)，硼濃度為100 mg·L-1時(shí)，莖中可溶性糖含量達(dá)最高，顯著高出對(duì)照和單獨(dú)接菌處理18.62%和22.17% (P＜ 0.05)。

上述結(jié)果表明，1 mg·L-1硼處理接種外源菌12531f有利于莖中可溶性糖的積累；100 mg·L-1硼處理接種內(nèi)源菌gn5f 有利于可溶性糖在莖中的積累。

2.1.3 硼處理根瘤菌接種液對(duì)不同取樣時(shí)期苜蓿葉中可溶性糖含量的影響

不添加硼接種根瘤菌12531f 處理30 d 后，葉中可溶性糖含量低于對(duì)照(P＞ 0.05)，隨硼濃度的增加可溶性糖含量呈先上升后下降再上升的趨勢(shì)，硼濃度為100 mg·L-1時(shí)，葉中可溶性糖含量最高，高出對(duì)照和單獨(dú)接菌處理13.10%和29.24% (P＞ 0.05) (表1)；60 d 后，葉中可溶性糖含量顯著高出對(duì)照41.45%(P＜ 0.05)，隨硼濃度的增加可溶性糖含量呈先下降后上升的趨勢(shì)，添加硼不利于可溶性糖在葉中積累；90 d 后，葉中可溶性糖含量低于對(duì)照(P＞ 0.05)，隨硼濃度的增加可溶性糖含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，硼濃度為1 mg·L-1時(shí)，葉中可溶性糖含量達(dá)最高，顯著高出對(duì)照和單獨(dú)接菌處理7.63%和11.96%(P＞ 0.05)。

不添加硼接種根瘤菌gn5f 處理30 d 后，葉中可溶性糖含量高出對(duì)照16.19%，但不顯著(P＞ 0.05)，隨硼濃度的增加葉中可溶性糖含量呈先下降后上升再下降的趨勢(shì)，硼濃度為1 mg·L-1時(shí)，葉中可溶性糖含量最高，顯著高出對(duì)照和單獨(dú)接菌處理40.70%和29.24% (P＜ 0.05)；60 d 后，葉中可溶性糖含量較對(duì)照促進(jìn)作用不顯著，隨硼濃度增加可溶性糖含量呈先下降再上升又下降的趨勢(shì)，硼濃度為1 mg·L-1時(shí)，葉中可溶性糖含量達(dá)最高，顯著高于對(duì)照和單獨(dú)接菌處理35.96%和26.4% (P＜ 0.05)；90 d 后，葉中可溶性糖含量顯著高于對(duì)照62.49% (P＜ 0.05)，隨硼濃度的增加可溶性糖含量呈先下降后上升又下降的趨勢(shì)，添加硼不利于可溶性糖在葉中積累(表2)。

由上可知，硼處理接種菌株12531f 不利于葉中可溶性糖的積累；硼處理接種菌株gn5f 不利于葉中可溶性糖積累。

2.2 硼處理根瘤菌接種液接種苜蓿后同一取樣時(shí)期根、莖、葉中可溶性糖含量變化

2.2.1 硼處理菌株培養(yǎng)液接種30 d 后苜蓿根、莖、葉中可溶性糖含量變化

硼處理兩根瘤菌菌液接種30 d 后，苜蓿根、莖、葉中可溶性糖含量動(dòng)態(tài)變化各不相同(表1、表2)。其中，硼處理根瘤菌12531f 接種30 d 后，當(dāng)硼濃度小于1 mg·L-1時(shí)，更有利于促進(jìn)可溶性糖向莖中積累，當(dāng)硼濃度大于1 mg·L-1時(shí)，更有利于促進(jìn)可溶性糖向根中積累，硼對(duì)葉中可溶性糖含量影響最??；硼處理根瘤菌gn5f 接種更有利于可溶性糖向莖中積累，當(dāng)硼濃度為1 mg·L-1時(shí)促進(jìn)作用最顯著，硼濃度為100 mg·L-1時(shí)，更有利于可溶性糖向根中積累。

這表明，適宜的硼處理兩菌株接種30 d 后，可以顯著促進(jìn)可溶性糖向根或莖中運(yùn)輸積累。

2.2.2 硼處理兩菌株培養(yǎng)液接種60 d 后苜蓿根莖葉中可溶性糖含量動(dòng)態(tài)變化

硼處理兩根瘤菌12531f 和gn5f 菌液接種60 d 后苜蓿根莖葉中可溶性糖含量的變化各不同(表1、表2)。其中，接種不添加硼的12531f，更有利于可溶性糖向葉中積累，添加1 mg·L-1硼接種更有利于葉中可溶性糖向莖和根中運(yùn)輸和積累，當(dāng)硼濃度大于5 mg·L-1時(shí)，硼對(duì)可溶性糖的變化影響逐漸減弱；當(dāng)硼濃度小于1 mg·L-1時(shí)，接種根瘤菌gn5f，更有利于促進(jìn)可溶性糖向葉中積累，當(dāng)硼濃度為100 mg·L-1時(shí)，更有利于葉中可溶性糖向根和莖中運(yùn)輸積累。

上述結(jié)果表明，1 mg·L-1硼處理菌株12531f 和100 mg·L-1硼處理菌株gn5f 接種，均有利于可溶性糖向根和莖中運(yùn)輸積累。

2.2.3 硼處理兩菌株接種90 d 后苜蓿根莖葉中可溶性糖含量動(dòng)態(tài)變化

添加不同硼濃度的兩根瘤菌接種液接種90 d后對(duì)苜蓿根、莖、葉中可溶性糖含量的動(dòng)態(tài)變化影響各不相同(表1、表2)。其中，接種添加硼處理的根瘤菌菌株12531f，更有利于促進(jìn)可溶性糖向根中運(yùn)輸積累，當(dāng)硼濃度為1 mg·L-1時(shí)，促進(jìn)用作最明顯，當(dāng)硼濃度為100 mg·L-1時(shí)，更有利于可溶性糖向莖中運(yùn)輸積累；不同硼濃度處理接種根瘤菌菌株gn5f 均可以促進(jìn)可溶性糖向根中運(yùn)輸積累，但當(dāng)硼濃度為100 mg·L-1時(shí)，更有利于向莖和根中運(yùn)輸積累，且促進(jìn)作用最明顯。

3 討論

3.1 不同硼處理根瘤菌12531f 和gn5f 接種液接種30 d 后對(duì)苜蓿根、莖、葉中可溶性糖含量的影響

硼是植物生長發(fā)育和維持細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)以及功能發(fā)揮的必需微量元素[19]，其在植物生長發(fā)育過程中扮演者重要的角色，可以直接作用于細(xì)胞膜，并參與可溶性糖在植物體內(nèi)的運(yùn)輸[20]。本研究中也發(fā)現(xiàn)適宜的硼處理兩根瘤菌接種30 d 后，可以促進(jìn)可溶性糖在根和莖中的積累，并且保持根、莖、葉中可溶性糖含量的動(dòng)態(tài)平衡。這是因?yàn)檫m宜硼處理根瘤菌接種可以提高宿主體內(nèi)與糖轉(zhuǎn)運(yùn)及合成有關(guān)酶的活性，繼而促進(jìn)可溶性糖在根和莖中合成和積累[21]，為植物生長提供能量。豆科植物根系是植物對(duì)硼和根瘤菌最敏感的部位，研究發(fā)現(xiàn)接種根瘤菌有利苜蓿根中可溶性糖的積累[22]，這與本研究結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn)接種30 d 時(shí)，外源根瘤菌根中可溶性糖含量高于對(duì)照，而內(nèi)源菌低于對(duì)照，這可能是由于苜蓿根部對(duì)不同來源的根瘤菌的親和力不同；也有可能是由于根瘤菌的群體效應(yīng)所引起的[23]。1 mg·L-1硼處理12531f 和100 mg·L-1硼處理gn5f 培養(yǎng)液接種30 d時(shí)，更有利于根中可溶性糖的積累，表明不同的根瘤菌對(duì)硼濃度的敏感性不同[16]，同時(shí)硼可以提高根部氧氣含量，促進(jìn)根系生長[24]，有利于糖分的積累，促進(jìn)果實(shí)生長[25]。曾小紅等[26]也發(fā)現(xiàn)不同來源的根瘤菌對(duì)植物組織中代謝產(chǎn)物含量影響有差異。

3.2 不同硼處理根瘤菌12531f 和gn5f 培養(yǎng)液接種60 d 后對(duì)苜蓿根、莖、葉中可溶性糖含量的影響

可溶性糖是綠色植物碳代謝的重要產(chǎn)物，可間接反映植物光合作用能力與碳代謝的關(guān)系，硼對(duì)光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)的分配和運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要作用，同時(shí)可以調(diào)節(jié)植物各組織中有機(jī)物質(zhì)的供應(yīng)[27]。本研究中也發(fā)現(xiàn)，適宜硼處理兩菌株接種苜蓿60 d 后，可以促進(jìn)可溶性糖在根和莖中的積累，這可能是由于苜蓿在該時(shí)期光合作用較強(qiáng)，合成的可溶性糖較多，從而使大量的可溶性糖從葉中被運(yùn)輸?shù)礁?、莖中積累而產(chǎn)生的結(jié)果；劉金燕[12]研究發(fā)現(xiàn)硼濃度對(duì)小麥(Triticum aestivuml)根影響的差異蛋白主要是參與轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯和加工以及糖代謝等途徑相關(guān)的蛋白，繼而調(diào)控與糖代謝有關(guān)的代謝通路。接種根瘤菌與對(duì)照相比，接種12531f 的根和莖中可溶性糖含量低于對(duì)照，而內(nèi)源菌gn5f 高于對(duì)照，表明內(nèi)源外源根瘤菌對(duì)根和莖中可溶性糖的積累影響不同。這可能與根瘤菌在植物體內(nèi)運(yùn)移和定殖的數(shù)量有關(guān)[16]，同時(shí)李莎莎等[22]研究也發(fā)現(xiàn)接種根瘤菌有利苜蓿根內(nèi)可溶性糖的積累。

本研究還發(fā)現(xiàn)，添加不同硼濃度的內(nèi)源菌和外源菌接種液接種苜蓿對(duì)根和莖中可溶性糖積累影響不同，可能是因?yàn)椴煌母鼍鷮?duì)硼的敏感性不同，繼而影響庫源之間化合物的運(yùn)輸[28-29]，最終導(dǎo)致苜蓿根、莖、葉中可溶性糖含量的動(dòng)態(tài)變化不一致。

3.3 不同硼處理根瘤菌12531f 和gn5f 接種液接種90 d 后對(duì)苜蓿根、莖、葉中可溶性糖含量的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，接種90 d 時(shí)，硼處理培養(yǎng)液有利于內(nèi)源根瘤菌gn5f 葉中可溶性糖的積累，是由于內(nèi)源菌侵染效率比外源菌高[16]，易于在苜蓿體內(nèi)運(yùn)移定殖，此外，不同來源的根瘤菌對(duì)葉中可溶性糖的作用也不相同[26]，因而內(nèi)源根瘤菌對(duì)苜蓿葉中可溶性糖積累影響較大。1 mg·L-1硼處理外源菌12531f和100 mg·L-1硼處理內(nèi)源菌gn5f 接種液接種時(shí)，更有利于促進(jìn)苜蓿根、莖中可溶性糖的積累，劉鵬[30]研究發(fā)現(xiàn)，適量的硼能明顯減少可溶性糖在功能葉中的積累，促進(jìn)光合產(chǎn)物從葉向莖的運(yùn)輸，莖中可溶性糖含量增加[31]，這可能是導(dǎo)致本研究不同硼濃度處理兩菌株接種90 d 后，產(chǎn)生不同結(jié)果的部分原因。同時(shí)高硼會(huì)抑制葉中可溶性糖的積累，可能是因?yàn)榕鹩绊懼仓昱鹛墙j(luò)合物形成進(jìn)而影響碳水化合物的運(yùn)輸而引起的[32]；也可能是由于高硼脅迫使葉片部分細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能受損，從而生成大量可溶性糖來調(diào)節(jié)滲透壓平衡[7,33]，導(dǎo)致葉中可溶性糖含量減少。具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

由上述可以得出，植物組織中可溶性糖代謝途徑是一個(gè)復(fù)雜的生理生化過程，硼和根瘤菌處理均對(duì)其含量有一定的影響，適宜的硼處理根瘤菌接種有利于可溶性糖在苜蓿根和莖中積累，不同的根瘤菌對(duì)苜蓿體內(nèi)可溶性糖的積累影響不同。本研究初步探究了添加不同硼濃度的內(nèi)源外源根瘤菌接種液接種甘農(nóng)5 號(hào)紫花苜蓿后，在不同取樣時(shí)期苜蓿根莖葉中可溶性糖含量的動(dòng)態(tài)變化，為硼處理根瘤菌接種紫花苜蓿影響和調(diào)整各組織中可溶性糖積累與重新分布規(guī)律及機(jī)理研究提供理論依據(jù)。

4 結(jié)論

1)內(nèi)源外源根瘤菌對(duì)甘農(nóng)5 號(hào)花苜蓿根莖葉中可溶性糖含量的影響不同。

2) 1 mg·L-1硼與外源菌12531f 接種，有利于根和莖中可溶性糖的積累；100 mg·L-1硼與內(nèi)源菌gn5f接種，有利于根和莖中可溶性糖的積累。